KR101838272B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보빈의 정확한 상하방향 이동을 가이드할 수 있는 구조를 구비함으로써 작동 신뢰성이 향상되는 카메라 모듈에 관한 것으로, 베이스, 외관을 형성하는 쉴드커버, 코일과 마그네트의 전자기적 상호작용에 의해 이동하도록 상기 베이스의 상측에 배치되는 보빈, 상기 보빈의 하단부를 탄성지지하도록 상기 베이스에 결합하는 스프링, 상기 보빈의 외주면에 상하방향으로 긴 홈 형상으로 형성된 복수의 가이드홈 및 상기 가이드홈에 배치되고 상기 보빈의 상하이동을 가이드하는 복수의 볼을 포함하는 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 보빈의 상하방향 이동이 정확하게 가이드될 수 있으면서도 마찰력이 최소화될 수 있다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 보빈의 정확한 상하방향 이동을 가이드할 수 있는 구조를 구비함으로써 작동 신뢰성이 향상되는 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 카메라 모듈은 필름을 대신하여, CCD나 CMOS와 같은 이미지 센서를 사용하여 이미지를 촬영한다.

이미지 센서를 사용하는 카메라 모듈은 부피가 작고 성능이 우수하여 사진의 촬영이 가능한 모바일 장치, 모니터용 카메라나 자동차에 장착되는 감시 카메라 등 다양한 분야에 사용되고 있다.

특히 모바일 장치에 사용되는 카메라 모듈은 점점 다기능화, 소형화 및 경량화 되는 추세이다.

최근의 모바일장치에 사용되는 카메라 모듈은 자동 초점(Auto Focusing) 기능을 구비하게 되는데, 렌즈의 소형화 및 광학성능의 향상에 기인하여 카메라 모듈을 구성하는 장치들 또한 소형화의 요청에 부응하여야 한다.

상기한 자동 초점 기능을 위하여 보이스 코일 모터와 같은 구동 장치가 사용되는데, 소정 공간 내에서 상하방향으로 렌즈나 센서를 이동시킴으로써 자동으로 초점을 맞추는 기능을 수행한다. 또한, 흔들림 보정을 위해서 렌즈나 센서를 소정 방향으로 진동하거나 이동시키는 장치가 구비된다.

이러한 카메라 모듈에서 렌즈의 이동과정에서 복원력을 제공하기 위해 스프링이 사용된다.

도 1은 카메라 모듈의 스프링이 배치되는 모습을 나타내는 측단면도이다.

상기 카메라 모듈은 저부에 배치되는 베이스(10), 상기 베이스의 상측에 배치되는 요크(30), 상기 요크(30)의 내주측에서 이동하며 렌즈(미도시)를 내부에 수용하는 보빈(20) 및 외관을 형성하는 쉴드커버(40)로 이루어진다.

상기 보빈(20)은 마그네트(32)와 코일(31)의 전자기적 상호작용에 의하여 이동하며, 상기 보빈(20)의 상측 및/또는 하측은 스프링에 의하여 탄성지지된다.

상기 스프링은 일반적으로 보빈(20)의 상측과 하측을 각각 지지하는 상측스프링(14)과 하측스프링(13)으로 구분되고, 절단되고 절곡된 판재 형상으로 이루어진다.

상기 스프링(13,14)은 베이스(10)나 요크(30)에 고정되어 상기 보빈(20)의 상대적인 운동에 대해 탄성복원력을 제공한다.

오토포커싱 기능을 수행하기 위해서는 보빈(20)이 상하방향으로 정확하게 이동하여야 하는데, 이러한 상하방향 이송은 상기 코일과 마그네트의 전자기력과 스프링의 탄성력에 의해 결정된다.

그런데, 상기 보빈(20)은 스프링(13, 14)에 의해서만 상단부 및 하단부가 지지되기 때문에 이송 과정에서 불필요한 거동, 즉 측방향으로의 틸팅(tilting)이 발생하는 경우가 있고, 이러한 구조는 정확한 포커싱 기능에 장애요소로 작용하였다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 보빈의 측방향 이동을 제한하면서도 정확하게 축방향으로 이동할 수 있는 구조를 가진 카메라 모듈을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명에 따른 카메라 모듈은, 베이스, 외관을 형성하는 쉴드커버, 코일과 마그네트의 전자기적 상호작용에 의해 이동하도록 상기 베이스의 상측에 배치되는 보빈, 상기 보빈의 하단부를 탄성지지하도록 상기 베이스에 결합하는 스프링, 상기 보빈의 외주면에 상하방향으로 긴 홈 형상으로 형성된 복수의 가이드홈 및 상기 가이드홈에 배치되고 상기 보빈의 상하이동을 가이드하는 복수의 볼을 포함하는 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 보빈의 상하방향 이동이 정확하게 가이드될 수 있으면서도 마찰력이 최소화될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 상기 쉴드커버의 내주측에서 하방으로 연장된 원기둥 형상으로 이루어지고, 내부 공간에 보빈이 배치되는 요크부를 더 포함하고, 상기 요크부는 내주면에서 상기 볼의 외주방향 이탈을 방지하는 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 볼의 지지가 정확하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 상기 보빈의 상단부에 결합하고, 상기 볼의 상측으로의 이탈을 방지하는 링 형상의 스토퍼를 더 포함하는 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 볼의 이탈을 방지하여 작동 신뢰성이 향상된다.

또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 상기 보빈의 외주면에서 내주측으로 단차진 원기둥 형상의 단차부를 더 포함하고, 상기 요크부의 내주면은 상기 단차부의 외주면으로부터 이격되어 둘러싸는 형상으로 배치되는 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 보빈이 원활하게 작동할 수 있으면서도 간단한 구조로서 내부 부품을 효과적으로 보호할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 상기 단차부 및 가이드홈은 보빈의 상단부까지 연장되어 형성되고, 상기 가이드홈과 요크부의 내주면에 의해 형성되는 공간에 상기 볼이 하방으로 삽입되는 방식으로 결합되는 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 조립공정이 단순하므로 생산성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 상기 가이드홈은 상기 보빈의 외주면에서 원주방향으로 등간격으로 배열되는 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 보빈의 축방향으로의 지지가 정확하게 이루어질 수 있다.

전술한 내용과 같이 구성된 본 발명에 따른 카메라 모듈은 보빈의 외주면에 단차부 및 가이드홈이 형성되고 상기 가이드홈에 볼이 안착되어 요크부의 내주면 상에서 보빈의 상하이동을 정확하게 가이드할 수 있는 구조를 가지기 때문에, 간단한 구조로서, 보빈의 움직임에 대한 저항을 최소화할 수 있으면서도 정확한 오토 포커스가 가능한 효과가 있다.

도 1은 일반적인 카메라모듈의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 결합된 모습을 나타내는 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 카메라 모듈을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.

카메라 모듈은 하측으로부터 베이스(100), 베이스(100)의 상면에 안착되는 스프링(130), 상기 스프링(130)에 하단부가 지지되는 보빈(200), 보빈(200)을 상하운동하기 위하여 전자기적 상호작용을 하는 코일(310)과 마그네트(320) 및 외관을 형성하는 쉴드커버(400)로 이루어진다.

도 2에서는 코일(310)이 보빈(200)과 결합하고, 마그네트(320)가 쉴드커버(400) 또는 베이스(100)와 결합하는 예가 도시되지만, 상기 배치관계는 상호간에 변경될 수 있고, 코일(310)이 복수의 부재로 이루어져 각각 제어전류를 입력받도록 할 수도 있음은 물론이다.

또한, 쉴드커버(400)의 내측으로 마그네트(320) 및 베이스(100)와 결합하기 위한 별도의 요크가 더 배치될 수도 있다.

상기 스프링(130)은 보빈(200)의 상하운동을 탄성지지하도록 절단되고 절곡된 판재로 이루어지는데, 외주측은 베이스(100)의 상면에 지지되고, 내주측은 보빈(200)의 하단부를 지지하게 된다.

또한, 상기 스프링(130)은 도면에 도시된 바와 같이 보빈(200)의 하단부만을 지지하도록 배치될 수도 있지만, 상단부를 지지하는 스프링이 더 배치될 수도 있음은 물론이다.

한편, 상기 코일(310)에 제어전류가 흐를 수 있도록 상기 스프링(130)이 도전선의 역할을 하도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 스프링(130)은 두 개 이상의 금속 판재로 이루어지며, 베이스(100)의 하측으로 연장될 수 있도록 단자부가 더 배치될 수 있다. 이러한, 각각의 스프링(130)은 코일(310)과 전기적으로 연결된다.

특히, 상기한 바와 같이 스프링(130)이 두 개 이상의 금속 판재로 분리되어 있는 경우, 제어전류 입력에 따른 보빈(200)의 바람직하지 않은 틸팅(tilting) 현상은 더욱 심화될 수 있다.

상기 보빈(200)의 틸팅을 방지하기 위해 보빈(200)의 외주측으로는 수직방향 운동을 안내할 수 있도록 가이드 부재가 배치되는 것이 바람직하다.

상기한 가이드 부재는 보빈(200)의 외주를 감싸는 형상의 요크나 쉴드커버(400)가 그 기능을 수행할 수도 있으나, 마찰력으로 인해 정밀한 제어가 어려운 문제가 발생할 여지가 있다.

따라서, 본 발명의 개념에 따라 보빈(200)의 외주측에는 베어링 역할을 하면서 상하방향 이송을 안내할 수 있도록 볼(500)이 배치된다.

더욱 구체적으로 살펴보면, 보빈(200)의 외주면에는 내주방향으로 단차지도록 링 형상의 단차부(210)가 구비되고, 상기 볼(500)은 단차부(210)의 외면에 배치된다.

한편, 상기 단차부(210) 내부에서 볼(500)이 작동 과정에서 치우쳐 배치되는 경우 오토 포커스 동작에 악영향을 끼칠 우려가 있기 때문에, 상기 볼은 정확하게 위치할 필요성이 제기된다.

따라서, 각각의 볼(500)이 상하방향으로만 소정 거리 이동할 수 있도록 보빈(200)의 외주면에는 축방향으로 형성된 슬릿 형상의 홈인 가이드홈(211)이 구비된다.

상기 가이드홈(211)은 단차부(210)의 원주방향을 따라 등간격으로 배치되는 것이 바람직하며, 상기 가이드홈(211)이 배치되는 간격은 배치되는 볼(500)의 개수에 의해 결정된다.

다만, 상기 가이드홈(211)이 형성되는 경우 단차부(210)는 생략될 수도 있음은 물론이다.

상기한 볼(500)의 외주측에서의 지지는 코일(310)이나 별도의 요크 또는 쉴드커버 등의 부재에 의하여 이루어질 수 있는데, 이와 관련하여는 도 3의 설명에서 후술하기로 한다.

상기한 단차부(210) 또는 가이드홈(211)은 보빈(200)의 외주면의 축방향 전체에 걸쳐 형성될 수도 있고 하측으로 치우쳐서 하단부까지 이어지도록 형성될 수도 있지만, 하단부측은 스프링(130)에 의해 지지되기 때문에 도면에 도시된 바와 같이 상단부로부터 상측으로 치우쳐서 배치되는 것이 바람직하다.

가이드홈(211)이 보빈(200)의 상단부까지 이어져 형성되면, 카메라 모듈을 이루는 부재들이 결합된 이후에 가이드홈(211)에 볼(500)을 삽입함으로써 간단하게 결합할 수 있는 이점이 있다.

그런데 이 경우, 부재들의 결합관계에 있어 상측으로 개구가 형성될 수 있고, 볼(500)이 작동 과정에서 이탈할 우려가 있다.

따라서, 볼(500)의 상측으로의 이탈을 방지하기 위해 보빈(200)의 상단부측에는 스토퍼(510)가 배치되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 스토퍼(510)는 가이드홈(211) 또는 단차부(210)에 의해 형성되는 개구를 완전히 덮을 수 있도록 보빈(200)의 상단부에서 외주방향으로 소정 폭 연장되는 링 형상으로 이루어진다.

상기한 바와 같이 보빈(200)은 상단부측에서는 가이드홈(211)이나 단차부(210)에 의해 개구가 형성될 수 있고, 상기 개구를 상단부측에서 폐쇄하여 볼(500)의 상측으로의 이동을 제한하기 위해 스토퍼(510)가 배치되는 것이다.

도 3은 본 발명의 개념에 따른 가이드 부재들이 적용되는 카메라 모듈의 결합된 모습을 나타내는 사시도이다.

베이스(100)의 상면에 스프링(130)이 결합되면, 상기 스프링(130)의 상측으로 보빈(200)이 배치된다.

상기 보빈(200)에는 코일(310)이 결합되고, 쉴드커버(400)는 내주면에 마그네트(320)를 지지하면서 베이스(100)와 결합된다.

상기한 바와 같이 볼(500)의 외주방향으로의 이탈을 방지하기 위하여 일종의 스토퍼 역할을 할 수 있는 구조가 요구된다. 이러한 스토퍼는 보빈(200)의 외주에 결합하는 코일(310) 또는 마그네트(320)로 이루어질 수도 있고, 별도의 요크가 보빈(200)의 외면을 감싸는 형상으로 결합될 수도 있음은 물론이다.

그런데, 코일(310)이나 마그네트(320)에 의한 경우 결합과정에서 어려움이 존재할 수 있고, 별도의 요크를 적용하는 경우 추가적인 공정 및 생산비용 증가의 부담이 존재한다.

따라서, 본 발명에서는 쉴드커버(400)의 내주측에 하방으로 절곡되어 내부에 원기둥 형상의 공간을 이루도록 요크부(410)가 일체로서 형성되는 것이 바람직하다.

상기 요크부(410)의 내주면은 상기 단차부(210) 또는 가이드홈(211)을 마주보도록 이루어지되 소정 간격 외주방향으로 이격되어 배치된다.

따라서, 보빈(200)의 외주면과 요크부(410)의 내주면 및 스토퍼(510)에 의해 소정 공간이 형성되고, 볼(500)은 상기 공간에서 가이드홈(211)을 따라 축방향으로 이동하면서 보빈(200)의 축방향 이동을 정확하게 가이드할 수 있게 된다.

쉴드커버(400)가 요크부(410)를 구비하는 경우, 요크부(410)의 내주측에 보빈(200)이 자리하게 되면, 가이드홈(211)에 볼(500)을 삽입하고, 요크부(410)의 내주면에 밀착되도록 스토퍼(510)을 하방으로 삽입하면서, 보빈(200)의 상단부에 접촉하도록 결합하게 되면 간단한 방법으로 가이드 부재의 결합이 완료될 수 있다.

상기와 같이 보빈(200)의 외주면에 단차부(210) 및 가이드홈(211)이 형성되고 상기 가이드홈(211)에 볼(500)이 안착되어 요크부(410)의 내주면 상에서 상하이동을 정확하게 가이드할 수 있는 구조를 가지기 때문에, 보빈(200)의 움직임에 대한 저항을 최소화할 수 있으면서도 정확한 오토 포커스가 가능한 이점이 있다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

100...베이스 130...스프링
200...보빈 210...단차부
211...가이드홈 310...코일
320...마그네트 400...쉴드커버
410...요크부 500...볼
510...스토퍼

Claims (6)

1. 베이스;
   개구가 형성된 상판과, 상기 상판으로부터 아래로 연장되는 측판을 포함하는 쉴드커버;
   상기 쉴드커버의 안에 축방향으로 이동가능하게 배치되는 보빈;
   상기 보빈에 배치되는 코일;
   상기 쉴드커버에 배치되고, 상기 코일과 대향하는 마그네트;
   상기 보빈의 하단부를 탄성지지하도록 상기 베이스에 결합하는 스프링 및
   상기 쉴드커버와 일체로 형성되어, 상기 개구로부터 아래로 연장되는 요크부를 포함하고,
   상기 보빈은 원통형상으로, 외주면에 오목하게 형성된 가이드홈이 배치된 제1영역과, 상기 제1영역의 아래에 배치되고, 반경방향 외측으로 단턱지게 돌출된 단턱부를 포함하는 제2영역을 포함하고,
   상기 코일의 하부는 상기 보빈의 상기 제2영역의 외주에 접촉되고, 상부는 상기 보빈의 상기 제1영역과 대향되도록 반경방향 외측으로 이격되게 배치되고,
   상기 요크부는 상기 코일의 상부와 상기 보빈의 상기 제1영역 사이에 배치되어, 상기 요크부의 하단면이 상기 단턱부의 상면에 접촉되어 상기 보빈의 축방향 이동이 규제되고,
   상기 가이드홈은 상기 제1영역의 외주면 상단으로부터 아래로 연장 형성되고,
   상기 가이드홈과 상기 요크부의 내주면 사이에 배치되어 상기 보빈의 상하이동을 가이드하는 볼을 포함하는 카메라 모듈.
   
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 요크부의 내주면이 상기 볼과 접촉되어 상기 볼의 외주방향 이탈을 방지하는 카메라 모듈.
   
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   일단은 상기 보빈의 상단부에 결합하고, 타단은 상기 요크부의 내주면과 접촉하여, 상기 볼의 상측으로의 이탈을 방지하는 링 형상의 스토퍼를 더 포함하는 카메라 모듈.
   
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 요크부의 내주면은 상기 제1영역의 외주면으로부터 이격되어 둘러싸는 형상으로 배치되는 카메라 모듈.
   
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 마그네트는 상기 코일의 외주와 동일한 곡률의 곡면을 포함하는 기둥형상으로, 복수로 포함되고,
   상기 쉴드커버의 각 모서리부에 배치되는 카메라 모듈.
   
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 가이드홈은 상기 보빈의 외주면에서 원주방향으로 등간격으로 배열되는 카메라 모듈.
   

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